无线传感器网络能量有效的目标跟踪算法研究

论文摘要

20世纪90年代以来，随着无线通信、嵌入式计算和传感器及微机电系统等技术的快速发展，具有感知能力、计算能力和无线通信能力的微型传感器以及由其构成的无线传感器网络(WSN)引起了人们的极大关注。由于传感器节点微小、易于布置等特点，无线传感器网络非常适用于目标跟踪。各国学者提出相应的目标跟踪算法完成跟踪任务，减少网络能量消耗，延长网络存活时间。目标跟踪算法的优劣直接影响网络性能和网络任务完成的质量。本文主要针对WSN中目标跟踪算法展开研究。论文在第一章绪论中介绍了无线传感器网络的基本概念和特性，并简要阐述了目标跟踪的过程以及现有研究成果。本论文所提出的能量有效的目标跟踪算法主要在第二和第三章展开。论文主要工作如下：本文首先对国内外现有目标跟踪算法进行深入的分析，探讨了不同算法在目标跟踪过程中，能量有效、跟踪稳定性以及鲁棒性等性能上的差异，以此提出能量有效的目标跟踪算法，着重通过引入最小二乘预测机制和分类的故障恢复机制，在保证一定跟踪精度基础上，不仅延长网络存活时间，而且保证目标跟踪稳定性和算法鲁棒性。论文对无线传感器网络连通性进行深入分析，在目标跟踪系统中，对参与跟踪节点之间的连通性问题做出新的阐述。当通信半径小于两倍感知半径时，对跟踪过程中出现的通信连通问题，提出引入通讯协助节点的方案，减少通信成本，保证跟踪过程的稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 无线传感器网络（WSN）简介
• 1.3.1 无线传感器节点结构
• 1.3.2 无线传感器网络结构
• 1.3.3 无线传感器网络的特点
• 1.3.4 无线传感器网络的应用领域
• 1.3.5 无线传感器网络的性能指标
• 1.4 研究的主要内容
• 1.5 本文课题来源和结构安排
• 本章参考文献
• 第二章 无线传感器网络中能量有效的目标跟踪算法
• 2.1 目标跟踪算法简介
• 2.1.1 目标跟踪问题描述
• 2.1.2 主要目标跟踪算法
• 2.2 目标跟踪预测机制
• 2.2.1 预测算法简介
• 2.2.2 本文预测算法流程
• 2.3 无线传感器网络故障恢复
• 2.3.1 故障恢复算法分析
• 2.3.2 故障恢复策略
• 2.4 算法流程
• 2.5 仿真分析
• 2.6 本章小节
• 本章参考文献
• 第三章 无线传感器网络通信连通
• 3.1 图论基本理论
• 3.1.1 无向图
• 3.1.2 图的连通性
• 3.1.3 图的关节点
• 3.1.4 图的矩阵
• 3.2 无线传感器网络的通信连通问题
• 3.3 目标跟踪过程中的通信连通问题
• 3.3.1 通信连通问题分析
• 3.3.2 通信覆盖
• 3.3.3 通信连通性问题解决方案
• 3.4 仿真实验
• 3.5 本章小节
• 本章参考文献
• 第四章 总结与展望
• 4.1 论文工作总结
• 4.2 未来工作展望
• 攻读研究生期间参加的课题项目
• 攻读硕士学位期间论文发表情况